擱板是果蔬真空低溫干燥設(shè)備的核心部件之一，本文以實驗室果蔬真空低溫干燥箱擱板為基礎(chǔ)，分析了其傳熱過程，模擬其加熱擱板的溫度分布。并且，將獼猴桃作為試驗樣品，擱板作為研究核心，通過試驗，研究了加熱介質(zhì)流速和擱板溫度均勻性的關(guān)系，驗證了擱板的溫度分布情況。同時，試驗表明提高加熱介質(zhì)的流速能夠降低擱板加熱介質(zhì)進(jìn)出口的溫差。設(shè)計改進(jìn)擱板后，擱板溫度分布表明，擱板的傳熱均勻性得到了改善。

　　真空干燥箱主要由干燥箱體、加熱擱板、物料托盤等部件組成。加熱擱板是有料盤式干燥箱內(nèi)的核心部件，擱板溫度均勻度影響物料溫度和其濕分汽化速率的均勻度，直接影響到物料的干燥速率和干燥品質(zhì)。因此合理設(shè)計擱板結(jié)構(gòu)，在真空干燥箱的設(shè)計中顯得尤為重要。

　　目前國內(nèi)已有一些科研院校和企業(yè)對真空干燥箱進(jìn)行研究，并設(shè)計了相關(guān)的干燥設(shè)備，其中也涉及到了加熱擱板的結(jié)構(gòu)和加熱介質(zhì)。可用于低溫干燥的真空干燥箱通常選取的加熱介質(zhì)為熱水或者蒸汽。國內(nèi)專利201120535547.3提出了一種低溫真空干燥設(shè)備，其真空干燥箱內(nèi)盤繞熱水管道，熱水進(jìn)入料盤內(nèi)嵌管道進(jìn)行傳熱。國內(nèi)專利201220154465.9公開了一種真空干燥箱，真空干燥箱內(nèi)設(shè)置有盤管(用于支撐料盤)，熱水進(jìn)入盤管作為熱源，同時為了避免物料單側(cè)受熱不均勻，料盤正上方均布有紅外管。這兩項專利都確定了真空干燥箱的基本結(jié)構(gòu)，但是，真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.13house.cn/)認(rèn)為都未對加熱盤管或擱板結(jié)構(gòu)的合理性進(jìn)行深入研究。

　　本文采用試驗測算和分析結(jié)合的方法，模擬加熱擱板在恒速干燥過程中的熱分布，試驗驗證擱板熱分布對獼猴桃切片干燥速率的影響。提出改進(jìn)方案，并分析其合理性。

1、真空干燥箱擱板

　　1.1、擱板結(jié)構(gòu)

　　擱板是真空干燥箱中的加熱源，通常有介質(zhì)流經(jīng)擱板對其進(jìn)行加熱。介質(zhì)加熱擱板的結(jié)構(gòu)分為兩種，分別為加熱管(盤管)式擱板(圖1(a))和槽道式擱板(圖1(b))。加熱介質(zhì)在小型真空干燥設(shè)備中，可以采用電加熱;在大中型干燥箱中，通常采用熱蒸汽、熱水或?qū)�熱油等介質(zhì)為干燥箱提供熱能。加熱管式擱板通常是將加熱管釬焊在擱板上，焊縫均勻度、加熱管均勻分布度等，均影響擱板溫度的均勻性。但是，對于加熱管式擱板，加熱介質(zhì)的流速也是影響擱板溫度的重要因素。

圖1 真空干燥箱擱板模型

5、結(jié)論

　　本文針對實驗室果蔬真空低溫干燥箱擱板進(jìn)行了傳熱分析、溫度模擬和試驗，并根據(jù)分析和試驗對其進(jìn)行了改進(jìn)，得出以下結(jié)論：

　　(1)傳統(tǒng)實驗室果蔬真空低溫干燥箱擱板的加熱介質(zhì)入口和出口之間的溫差較大，然而，在其他條件一致的情況下，擱板的溫度越高，物料的干燥速率越高，因此，擱板加熱介質(zhì)入口和出口之間存在的溫差過大會引起物料干燥速率相差較大的問題。

　　(2)加熱介質(zhì)流速越高，管內(nèi)對流換熱系數(shù)越高，加熱管表面溫度越接近加熱介質(zhì)的溫度，加熱介質(zhì)進(jìn)出口溫差越低。同時試驗結(jié)果也表明，提高加熱介質(zhì)流速能夠緩解擱板溫度分布不均勻的情況。

　　(3)改進(jìn)擱板結(jié)構(gòu)為逆向雙回路，一路水管的出水口與另一路水管的進(jìn)水口相連接，形成一個長程單循環(huán)水路，進(jìn)出口在同一側(cè)，能使擱板的受熱更加均勻。